سید احمد اسلامی نژاد

با توجه به مضرات آلودگی هوا بر سلامت انسان ها و محیط، کاهش و حل این معضل براساس شناخت دقیق آلاینده ها و عوامل تأثیرگذار بر آن و مشخص نمودن پهنه های آلوده ضروری به نظر می رسد؛ بنابراین استفاده از مدل های ریاضی در قالب یادگیری ماشینی رویکردی بهینه و مقرون به صرفه برای مدل سازی آلودگی هواست. این تحقیق به لحاظ هدف کاربردی بوده و روش بررسی آن توصیفی-تحلیلی است. نوآوری تحقیق حاضر ارائه یک رویکرد ترکیبی جدید جهت تعیین معیارهای مؤثر در پیش بینی میزان آلودگی هوا می باشد. لذا هدف از تحقیق حاضر ارزیابی و مقایسه قابلیت دو مدل یادگیری ماشین، یعنی ماشین بردار پشتیبان ( SVM) و جنگل تصادفی ( RF) در ترکیب با الگوریتم ژنتیک (GA) جهت پیش بینی میزان آلودگی هوا در شهرستان تهران است. داده های مورداستفاده در این تحقیق شامل ذرات معلق و آلاینده های گازی شهر تهران مرتبط با سال 1399 می باشد که از شرکت کنترل ترافیک شهر تهران اخذ گردیده است. به منظور تجزیه وتحلیل داده ها از نرم افزارهای Matlab و ArcMap استفاده شد. مقدار ضریب تشخیص (R2)  حاصل از روش ترکیبی RF-GA برابر 997/0 به دست آمد که نشان دهنده سازگاری بالای این مدل با داده های این تحقیق است. همچنین مقدار ریشه میانگین خطای مربعات (RMSE) برابر 153/0 به دست آمد که نشان دهنده دقت بالای این مدل می باشد. بر اساس اطلاعات گرفته شده از شرکت کنترل ترافیک شهر تهران، نتایج حاصل از روش RF بیانگر مناسب بودن انتخاب مدل مذکور جهت برآورد میزان آلودگی هوای شهر تهران بوده است.

با توجه به بالا رفتن وقوع سیلاب مخصوصاً در سطح شهرها و به وجود آمدن خطرات جانی، مالی و محیط زیستی ناشی از افزایش آن، پهنه بندی مناطق سیل خیز از اهمیت بالایی برخوردار است. لذا در این تحقیق سعی شد مناطق وقوع سیلاب به کمک تعیین معیارهای مؤثر پهنه بندی شود. معیارهای مورد استفاده در این تحقیق شامل شاخص فورنیه اصلاح شده، شاخص موقعیت توپوگرافی، منحنی رواناب، جریان تجمعی، شیب، مدل رقومی ارتفاعی، شاخص رطوبت توپوگرافی، فاصله قائم تا رواناب، فاصله افقی تا رواناب و شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی است. نوآوری این مطالعه ارائه روش ترکیبی جدید برای تعیین معیارهای موثر در پهنه بندی خطر سیل (شهرستان مانه و سملقان) است. در این راستا از ترکیب رگرسیون وزن دار جغرافیایی (هسته های گوسین و مکعبی سه گانه) و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات گسسته استفاده گردید. روش ترکیبی پیشنهادی مناسب برای مسائل رگرسیون مکانی است، زیرا این روش با دو خواص منحصر به فرد داده های مکانی یعنی خودهمبستگی مکانی و ناایستایی مکانی سازگار است. بهترین مقدار تابع برازش ( 1-R) برای هسته های گوسین و مکعبی سه گانه به ترتیب 0745/0 و 0022/0 به دست آمد که نشان دهنده سازگاری بالای هسته مکعبی سه گانه نسبت به هسته گوسین با معیارهای مؤثر است. هم چنین مشخص شد که معیارهای به کار برده شده تأثیر قابل توجهی بر میزان سیل خیزی در منطقه موردمطالعه دارند.

خلیج فارس بخش قابل توجهی از ذخایرنفتی جهان را شامل می شود و عموما آلودگی نفتی یکی از اصلی ترین آلودگی های این منطقه به شمار می رود. اولین گام جهت کنترل و پیشگیری از آلودگی های نفتی، تعیین میزان درجه حساسیت مناطق ساحلی به این نوع آلودگی است. پژوهش حاضر به منظور پیش بینی آسیب پذیری آلودگی نفتی در خلیج فارس می باشد. لذا در این تحقیق به منظور تعیین مناطق پر ریسک آسیب پذیر نفتی در محدوده خلیج فارس معیارهای موثر ازجمله لوله های انتقال نفت، سکوهای نفتی، مسیر عبور و مرور کشتی ها، بنادر، فلزات سنگین، نوسانات تراز سطح آب، بارندگی، جریانات دریایی، آلودگی هوا و بادهای موسمی مورد استفاده قرار گرفت. نوآوری تحقیق حاضر ارائه یک رویکرد ترکیبی جدید جهت تعیین معیارهای مؤثر آسیب پذیری خلیج فارس می باشد. در این راستا از ترکیب رگرسیون وزن دار جغرافیایی (هسته های گوسین و مکعبی سه گانه) و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات گسسته استفاده گردید. روش ترکیبی با دو خواص منحصر به فرد داده های مکانی یعنی خودهمبستگی مکانی و ناایستایی مکانی سازگار است و برای مسائل رگرسیون مکانی مناسب است. مقادیر R2 و RMSE حاصل از روش GWR با هسته مکعبی سه گانه به ترتیب 9971/0 و 2142/0 به دست آمد که نشان دهنده سازگاری بالای هسته مکعبی سه گانه نسبت به هسته گوسین است. هم چنین نتایج بدست آمده نشان می دهد که لوله های انتقال نفت، سکوهای نفتی و مسیر عبور و مرور نفتکش ها بیشترین تاثیر را در آسیب پذیری خلیج فارس دارند.